德國NETZSCH耐馳 激光導(dǎo)熱系數(shù)測量儀 LFA427

旗艦款激光導(dǎo)熱儀
LFA 427 是旗艦款 LFA 系統(tǒng)。LFA 427 的樣品適應(yīng)面極廣，包括陶瓷、玻璃、金屬、熔融物、液體、粉末、纖維與多層材料等各種材料，從低導(dǎo)熱材料直**高導(dǎo)熱系數(shù)的金剛石。

對于材料或組分的熱傳導(dǎo)性能描述，導(dǎo)熱系數(shù)與熱擴(kuò)散系數(shù)是*為重要的熱物性參數(shù)。激光閃射法是導(dǎo)熱測試領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用的一種方法，用于精確測量材料的熱擴(kuò)散系數(shù)并計(jì)算導(dǎo)熱系數(shù)。而耐馳公司推出的激光導(dǎo)熱儀 LFA 427 則代表了世界范圍內(nèi)同類產(chǎn)品的高水平。

LFA 427 具有高精度、高重復(fù)性、測量快速、樣品支架種類豐富、測試氣氛可自由設(shè)定等突出優(yōu)點(diǎn)，其總的測量溫度范圍為 -120°C 2800°C。LFA 427 新推出帶高溫計(jì)的特別配置版，可在室溫至 2800°C 的寬廣溫度范圍內(nèi)進(jìn)行測量。LFA 427 的樣品適應(yīng)面極廣，包括陶瓷、玻璃、金屬、熔融物、液體、粉末、纖維與多層材料等各種材料，從低導(dǎo)熱材料直**高導(dǎo)熱系數(shù)的金剛石，都可在相同的速度與精度下進(jìn)行測量。儀器直接測試的是隨溫度而變的熱擴(kuò)散系數(shù)，若結(jié)合比熱值（通常使用 DSC 404 F1 Pegasus® 進(jìn)行測試，也可在 LFA 427 上使用比較法測得）與密度（密度隨溫度的變化使用熱膨脹儀 DIL 402 Expedis 測量計(jì)算），則可進(jìn)一步計(jì)算導(dǎo)熱系數(shù)。

產(chǎn)品技術(shù)參數(shù)
不同行業(yè)、不同應(yīng)用領(lǐng)域?qū)y試工具的需求有所不同。NETZSCH儀器擁有杰出的性能、豐富的配置，為客戶應(yīng)用提供強(qiáng)有力的支撐。
溫度范圍: -120 … 2800°C（不同爐體）
傳感器: InSb或MCT
測試氣氛: 真空、惰性或反應(yīng)氣體
制冷系統(tǒng): 液氮制冷，選配
樣品位: 單樣品
樣品尺寸: 方形 8X8，10X10mm；圓形 ? 10，?12.7，?20mm
導(dǎo)熱系數(shù)量程: 0.1 ... 2000W/(m·K)
閃射光源: Nd:Glass激光，能量可調(diào)，脈沖寬度可調(diào)
樣品形態(tài): 固體、液體、粉末、薄膜
特殊樣品附件: 選配
樣品厚度: 0.01 … 6mm

基本功能
耐馳儀器不但遵循絕國際測試標(biāo)準(zhǔn)，而且提供更完善、更靈活的功能，幫助客戶更深入、更有想象力地應(yīng)用。

LFA基本功能
測量材料的熱擴(kuò)散系數(shù)、比熱、導(dǎo)熱系數(shù)精確的脈沖寬度修正與脈沖能量積分。熱損耗修正。集成了所有傳統(tǒng)模型。使用非線性回歸進(jìn)行 Cowan 擬合。改進(jìn)的 Cape-Lehmann 模型，使用非線性回歸，將多維熱損耗納入計(jì)算。對于半透明樣品的輻射修正。二層與三層結(jié)構(gòu)樣品：通過非線性回歸方式進(jìn)行擬合，并將熱損耗納入計(jì)算。計(jì)算多層樣品的接觸熱阻。比熱測量：使用已知比熱的標(biāo)樣、通過比較法進(jìn)行計(jì)算。內(nèi)置數(shù)據(jù)庫。

德國NETZSCH耐馳 激光導(dǎo)熱系數(shù)測量儀 LFA427

豐富的附件選擇
NETZSCH 熱分析儀器能夠根據(jù)客戶的要求配置多種附件進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化和擴(kuò)展。

恒溫水浴
恒溫水浴，以保證溫度與長時(shí)間工作的穩(wěn)定性。

樣品容器
不同材質(zhì)和功能的樣品容器

真空泵
包括渦輪分子泵在內(nèi)的多種類型的真空泵，可以使得測試在高真空或純凈無氧的惰性氣氛下進(jìn)行。

應(yīng)用實(shí)例

幾十年來，耐馳在應(yīng)用方面積累了海量的經(jīng)驗(yàn)。我們希望能通過這些經(jīng)驗(yàn)，拋磚引玉，為客戶的實(shí)際應(yīng)用帶來啟發(fā)。

激光閃射法測量碳納米管增強(qiáng)PEEK樹脂

將納米顆粒填充到聚合物基體中可以調(diào)控聚合物的力學(xué)性能和熱物性。這里我們利用LFA來研究填充不同含量碳納米管（CNT）的PEEK樹脂從室溫到200°C下的熱擴(kuò)散系數(shù)。 從上圖來看，總的趨勢是熱擴(kuò)散隨著溫度升高而逐漸減小。聚合物基體的無定形部分的玻璃化轉(zhuǎn)變出現(xiàn)在150°C至170°C范圍。填充不同含量碳納米管的熱擴(kuò)散差異顯著，熱擴(kuò)散系數(shù)隨碳納米管含量增加而升高。本例體現(xiàn)了碳納米管填充含量即使變化很小也可以被LFA檢測區(qū)分出來。

聚醚醚酮（PEEK）與碳納米管（CNT）復(fù)合材料導(dǎo)熱測試

將納米粒子添加到聚合物基體中可以有效地提高聚合物的力學(xué)性能和熱物性能，拓寬聚合物的應(yīng)用范圍。本文通過LFA研究了碳納米管對聚合物導(dǎo)熱性能的影響。在室溫到200°C間，對添加不同碳納米管含量的PEEK進(jìn)行了測試。導(dǎo)熱系數(shù)通過密度、比熱和熱擴(kuò)散系數(shù)的乘積獲得。 具有非晶態(tài)結(jié)構(gòu)的PEEK樣品的導(dǎo)熱系數(shù)隨著溫度的升高而升高，不同CNT含量的樣品導(dǎo)熱系數(shù)有明顯不同。測試結(jié)果表明LFA可以有效地應(yīng)用于納米管對聚合物基體的導(dǎo)熱性能的影響。

聚氨酯泡沫導(dǎo)熱測試

聚氨酯是一種應(yīng)用廣泛的熱塑性塑料。柔性和半柔性的聚氨酯泡沫廣泛用于車內(nèi)組件、座椅、頭枕、扶手、車頂內(nèi)襯和儀表面板。車內(nèi)組件的舒適性往往與材料的熱物性有關(guān)，為優(yōu)化設(shè)計(jì)座椅加熱系統(tǒng)，需對PU泡沫的導(dǎo)熱性能有所了解，下文展示了PU材料的LFA測試結(jié)果，圖中展示了兩種不同孔徑的PU泡沫材料的導(dǎo)熱系數(shù)，其導(dǎo)熱系數(shù)值為材料體密度，比熱和熱擴(kuò)散系數(shù)的乘積。 LFA的壓力容器可以在樣品上施加一定的壓力，由此改變樣品的表觀密度。隨著密度的增加，PU樣品的導(dǎo)熱系數(shù)增大，測試結(jié)果證明LFA可以進(jìn)行聚合物泡沫的導(dǎo)熱測試，LFA可以進(jìn)行不同結(jié)構(gòu)（密度）下低導(dǎo)熱材料的測試。

激光閃射法測量PEEK樹脂

聚醚醚酮PEEK是一種具有高熱穩(wěn)定性和高力學(xué)性能的熱塑性塑料，同時(shí)具有出色的耐候性被廣泛應(yīng)用在軸承、活塞、泵、壓縮機(jī)閥、電纜絕緣等場合。此外，這種碳纖維增強(qiáng)的PEEK由于出色的強(qiáng)度/重量比和寬廣的使用溫度范圍，還可應(yīng)用在航天航空和電子電路領(lǐng)域。通過LFA可以測量PEEK材料的熱擴(kuò)散、比熱以及導(dǎo)熱系數(shù)。 從上圖來看熱擴(kuò)散隨著溫度升高而逐漸減小，比熱隨著溫度升高而增加。在150°C～170°C范圍，熱擴(kuò)散和比熱上均出現(xiàn)由于玻璃化轉(zhuǎn)變而產(chǎn)生的臺(tái)階，然而導(dǎo)熱系數(shù)基本上隨溫度呈線性增加，沒有出現(xiàn)突變臺(tái)階。本例反映LFA447能夠出色分析聚合物材料的熱擴(kuò)散和導(dǎo)熱性能，同時(shí)也可以檢測到材料的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。

LFA測量乙二醇液體的導(dǎo)熱

乙二醇是帶有兩個(gè)-OH羥基的二元醇，純的乙二醇是無味、無色、類似糖漿狀的液體，不可食用。乙二醇由乙烯生成乙烯氧化物中間體，再與水反應(yīng)制得乙二醇，反應(yīng)式：C2H4O + H2O à HOCH2CH2OH 由于乙二醇的低凝固點(diǎn)，主要用作汽車引擎冷卻液和防凍液，比如擋風(fēng)玻璃和噴射引擎的防凍液。乙二醇在塑料工業(yè)領(lǐng)域常用于生產(chǎn)聚酯纖維和樹脂，比如用于軟飲料的PET包裝瓶。 右圖是乙二醇樣品的熱擴(kuò)散和導(dǎo)熱測量結(jié)果。導(dǎo)熱系數(shù)的測量結(jié)果與文獻(xiàn)值進(jìn)行比較，文獻(xiàn)值的不確定度假設(shè)為3%，即圖中顯示的誤差帶，可以看出兩者之間的偏差遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于測量方法的不確定度（約5%）和文獻(xiàn)值的準(zhǔn)確度范圍。導(dǎo)熱系數(shù)是隨著溫度上升而增大的。耐馳導(dǎo)熱儀LFA配備的特殊液體容器與數(shù)據(jù)修正模型實(shí)現(xiàn)對未知液體導(dǎo)熱性能的準(zhǔn)確測量。

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